(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-19
(45)【発行日】2022-02-10
(54)【発明の名称】遷移金属化合物およびオレフィン重合用触媒
(51)【国際特許分類】
C07F 19/00 20060101AFI20220203BHJP
C08F 4/6592 20060101ALI20220203BHJP
C08F 10/00 20060101ALI20220203BHJP
C07F 17/00 20060101ALN20220203BHJP
【FI】
C07F19/00 CSP
C08F4/6592
C08F10/00 510
C07F17/00
(21)【出願番号】P 2017197559
(22)【出願日】2017-10-11
【審査請求日】2020-09-30
(73)【特許権者】
【識別番号】000005887
【氏名又は名称】三井化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001070
【氏名又は名称】特許業務法人SSINPAT
(72)【発明者】
【氏名】田中 陽一
(72)【発明者】
【氏名】原田 恭行
【審査官】武貞 亜弓
(56)【参考文献】
【文献】特開平11-292934(JP,A)
【文献】特開2005-281676(JP,A)
【文献】国際公開第2009/066689(WO,A1)
【文献】特開2010-037417(JP,A)
【文献】特開2013-091708(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07C
C08F 4/60- 4/70
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式[1]で表される遷移金属化合物[A]。
【化1】
(一般式[1]中、Mは、周期表第4族遷移金属原子であり、
nは、Mの価数を満たす1~4の整数であり、
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アニオン配位子または孤立電子対で配位可能な中性配位子であり、該アニオン配位子が、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基または共役ジエン系誘導体基であり、nが2以上の場合は、複数存在するXで示される基は互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよく、
Qは、周期表第14族原子であり、
R
1~R
12は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~40の炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、窒素含有基または硫黄含有基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
ただし、R
8およびR
9のいずれか一方は、
n-プロピル基、n-ブチル基、アリル基またはブタ-3-エン-1-イル基であり、
R
7とR
8は、互いに結合して置換基を有していてもよい飽和環を形成してもよく、
R
9とR
10は、互いに結合して置換基を有していてもよい飽和環を形成してもよく、
R
11とR
12は、互いに結合してQを含む環を形成してもよく、該環は置換基を有していてもよい。)
【請求項2】
前記一般式[1]において、
Mが、ジルコニウム原子またはハフニウム原子であり、
Xが、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、ケイ素含有基または酸素含有基であり、
Qが、炭素原子またはケイ素原子であることを特徴とする請求項1に記載の遷移金属化合物[A]。
【請求項3】
前記一般式[1]において、
Qが、ケイ素原子であり、
R
1~
R
7
およびR
10
~R
12が、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の酸素含有基または炭素数1~20の窒素含有基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよいことを特徴とする請求項1に記載の遷移金属化合物[A]。
【請求項4】
前記一般式[1]において、
R
1およびR
6が、水素原子であり、
R
2~R
5、R
11およびR
12が、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10の炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
R
7およびR
10のいずれか一方が、水素原子であり、
R
8およびR
9のいずれか一方が、水素原子であることを特徴とする請求項3に記載の遷移金属化合物[A]。
【請求項5】
前記一般式[1]において、
R
2~R
5、R
7およびR
10が、水素原子であることを特徴とする請求項4に記載の遷移金属化合物[A]。
【請求項6】
請求項1~5のいずれか1項に記載の遷移金属化合物[A]を含むことを特徴とするオレフィン重合用触媒。
【請求項7】
さらに、(B-1)有機金属化合物、
(B-2)有機アルミニウムオキシ化合物、および
(B-3)遷移金属化合物[A]と反応してイオン対を形成する化合物
からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物[B]を含むことを特徴とする請求項6に記載のオレフィン重合用触媒。
【請求項8】
請求項6または7に記載のオレフィン重合用触媒の存在下で、オレフィンを重合させる工程を含むことを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。
【請求項9】
前記オレフィンを重合させる工程が、エチレンの単独重合またはエチレンと炭素数3以上20以下のα-オレフィンとの共重合を行う工程であることを特徴とする請求項8に記載のオレフィン重合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遷移金属化合物、該遷移金属化合物を含むオレフィン重合用触媒オレフィン重合用触媒および該オレフィン重合用触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
片末端に重合性官能基をもつ直鎖状高分子は、その構造の特徴を活かして幅広い領域での利用が期待されている。例えば、末端にビニル基を有するマクロモノマーは、エチレンなどのモノマーと同時に重合することにより長鎖分岐型ポリマーの製造に使用される。また、エチレンやプロピレンをモノマーとして用いたポリマーが、末端に二重結合を多く有すれば、ビニル基の官能基化による極性樹脂複合材料への展開(特許文献1参照)を可能とする。
【0003】
しかしながら、従来、低分子量体を製造するには、例えば反応水素を装入し、分子量を下げるか、熱や添加剤により生成したポリマーに対して分解処理を行うしかなかった。ところが、水素を挿入した場合は、生成するポリマーの分子量は低減できるものの、重合活性や末端二重結合率が低下する。また、分解処理を行う場合は、後処理コストが増加し、工業的に困難となる。そこで、高末端二重結合率を有し、低分子量体であるα-オレフィン重合体を効率よく製造する方法が求められていた。
【0004】
ところで、高圧法ラジカル重合により製造される低密度ポリエチレン(LDPE)は、複雑な長鎖分岐構造を有しているため溶融張力が大きく、そのためにネックインが小さいなど成形加工性が良いため、さまざまな用途に供されている。しかしながら、低密度ポリエチレンから得られる成形体の引張強度、引裂強度および耐衝撃強度などの機械的強度に関しては未だ十分とは言い難く、また低密度ポリエチレンはTダイ成形における高速成膜加工性に劣るといった問題点も残されている。
【0005】
一方、チーグラー触媒やメタロセン触媒で得られるエチレン系重合体は、LDPEとは対照的に、その分子構造に由来して、引張強度、引裂強度あるいは耐衝撃強度が高く、そのため機械的強度が必要とされる用途に供されているが、溶融張力が小さく成形加工性に劣るといった問題点がある。
【0006】
これらの問題を解決するために、[1]LDPEとチーグラー触媒やメタロセン触媒を用いて得られるエチレン系重合体とをブレンドする方法(特許文献2参照)、[2]多段重合により分子量分布を広げる方法(特許文献3参照)、[3]クロム触媒を用いて長鎖分岐型のエチレン系重合体を製造する方法、[4]ある特定のメタロセン触媒を用いて長鎖分岐型のエチレン系重合体を製造する方法(特許文献4参照)、[5]特定のメタロセン触媒を用いてエチレンとジエンを共重合させることにより長鎖分岐型のエチレン系重合体を製造する方法(特許文献5、6参照)などが提案されている。
【0007】
しかし、[1]の方法はブレンド物を調製するにあたり大幅なコストアップは免れない。[2]、[3]、[4]の方法で得られるエチレン系重合体は、長鎖分岐数が少なく、また十分な溶融張力ならびに成形加工性を有していない。[5]の方法においては、ジエンを多量に導入すると、ポリマー本来の持つ機械的特性の低下やゲルの発生が懸念される。
【0008】
近年、より多くの長鎖分岐の生成ならびに溶融張力の向上を目的として、[6]特定のメタロセン触媒を用いてマクロモノマーを共重合させ、長鎖分岐型のエチレン重合体を製造する方法(例えば、特許文献7~9参照)が報告されている。しかしながら、ここで使用しているマクロモノマーは、末端にビニル基を有するポリマーの比率が低く、また分子量が高いために、重合時にほとんど取り込まれず、成形加工性を満足するような十分な長鎖分岐数を有するポリマーが得られないだけでなく、未反応のマクロモノマーが多量に残存するため(特許文献10参照)、ポリマーの機械的強度の低下や生産工程の煩雑化といった問題がつきまとう。
【0009】
そこで、末端にビニル基を有し、かつ比較的分子量の小さい重合体を効率良く生成できれば、上記のマクロモノマー共重合におけるマクロモノマーとして使用することにより、数多くの長鎖分岐を有する重合体の合成が可能となり、また不飽和結合の官能基化による極性樹脂複合材料などへの幅広い展開が可能となる。
【0010】
この要求に応える方法として、[7]特定のメタロセン触媒を用いて、末端にビニル基を有し、かつ比較的分子量の小さい重合体を製造する方法(特許文献11)が開示されているが、より重合活性の高い触媒の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】WO2005/073282号パンフレット
【文献】WO99/046325号パンフレット
【文献】特開平2-53811号公報
【文献】特開平4-213306号公報
【文献】特表平1-50163号公報
【文献】特表平4-506372号公報
【文献】特開平8-502303号公報
【文献】特開2004-281676号公報
【文献】特表2001-511214号公報
【文献】WO2006/080578号パンフレット
【文献】特開2009-143901号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、上記の課題を解決するために行われたものであり、すなわち公知のメタロセン化合物を用いた場合に比して末端にビニル基を有する比率が高く、比較的分子量の低いオレフィン重合体(マクロモノマー)を生成し得るオレフィン重合用の架橋メタロセン化合物を提供すること、および該架橋メタロセン化合物を含むオレフィン重合用触媒を提供すること、ならびに該架橋メタロセン化合物を含むオレフィン重合用触媒の存在下で効率よくオレフィン重合体を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者らは、このような状況に鑑み鋭意研究した結果、新規の遷移金属化合物を開発し、それをオレフィン重合用触媒として展開することにより、これを用いて、末端にビニル基を有し、かつ分子量が比較的小さいオレフィン重合体を効率良く製造する方法を見出し、本発明の完成に至った。
【0014】
本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]
下記一般式[1]で表される遷移金属化合物[A]。
【0015】
【化1】
(一般式[1]中、Mは、周期表第4族遷移金属原子であり、
nは、Mの価数を満たす1~4の整数であり、
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アニオン配位子または孤立電子対で配位可能な中性配位子であり、該アニオン配位子が、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基または共役ジエン系誘導体基であり、nが2以上の場合は、複数存在するXで示される基は互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよく、
Qは、周期表第14族原子であり、
R
1~R
12は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~40の炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、窒素含有基または硫黄含有基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
ただし、R
8およびR
9のいずれか一方は、直鎖状部分の炭素数が3~10の飽和炭化水素基または直鎖状部分の炭素数が3~10の末端不飽和炭化水素基であり、
R
7とR
8は、互いに結合して置換基を有していてもよい飽和環を形成してもよく、
R
9とR
10は、互いに結合して置換基を有していてもよい飽和環を形成してもよく、
R
11とR
12は、互いに結合してQを含む環を形成してもよく、該環は置換基を有していてもよい。)
【0016】
[2]
前記一般式[1]において、
Mが、ジルコニウム原子またはハフニウム原子であり、
Xが、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、ケイ素含有基または酸素含有基であり、
Qが、炭素原子またはケイ素原子であることを特徴とする前記[1]に記載の遷移金属化合物[A]。
【0017】
[3]
前記一般式[1]において、
Qが、ケイ素原子であり、
R1~R12が、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の酸素含有基または炭素数1~20の窒素含有基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよいことを特徴とする前記[1]に記載の遷移金属化合物[A]。
【0018】
[4]
前記一般式[1]において、
R1およびR6が、水素原子であり、
R2~R5、R11およびR12が、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10の炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、
R7およびR10のいずれか一方が、水素原子であり、
R8およびR9のいずれか一方が、水素原子であることを特徴とする前記[3]に記載の遷移金属化合物[A]。
【0019】
[5]
前記一般式[1]において、
R2~R5、R7およびR10が、水素原子であることを特徴とする前記[4]に記載の遷移金属化合物[A]。
【0020】
[6]
前記[1]~[5]のいずれかに記載の遷移金属化合物[A]を含むことを特徴とするオレフィン重合用触媒。
【0021】
[7]
さらに、(B-1)有機金属化合物、
(B-2)有機アルミニウムオキシ化合物、および
(B-3)遷移金属化合物[A]と反応してイオン対を形成する化合物
からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物[B]を含むことを特徴とする前記[6]に記載のオレフィン重合用触媒。
【0022】
[8]
前記[6]または[7]に記載のオレフィン重合用触媒の存在下で、オレフィンを重合させる工程を含むことを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。
【0023】
[9]
前記オレフィンを重合させる工程が、エチレンの単独重合またはエチレンと炭素数3以上20以下のα-オレフィンとの共重合を行う工程であることを特徴とする前記[8]に記載のオレフィン重合体の製造方法。
【発明の効果】
【0024】
本発明に係るオレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造方法によれば、公知のメタロセン化合物を用いた場合に比して末端にビニル基を有する比率が高く、比較的分子量の低いオレフィン重合体(マクロモノマー)を製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【0025】
[遷移金属化合物[A]]
本発明に係る遷移金属化合物[A]は下記一般式[1]で表される。
【0026】
【化2】
《M、n、X》
一般式[1]において、Mは、周期表第4族遷移金属原子であり、好ましくはジルコニウム原子またはハフニウム原子であり、さらに好ましくはジルコニウム原子である。
【0027】
nは、前記遷移金属原子Mの価数を満たす1~4の整数であり、好ましくは1または2である。
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アニオン配位子または孤立電子対で配位可能な中性配位子であり、前記アニオン配位子は、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基または共役ジエン系誘導体基である。
【0028】
Xは、好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、ケイ素含有基または酸素含有基である。
nが2以上の場合は、複数存在するXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。また、前記環が複数存在する場合には、前記環は互いに同一であっても異なっていてもよい。
【0029】
前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる、好ましくは塩素または臭素である。
前記炭化水素基としては、例えば、
メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、iso-プロピル基、sec-ブチル基(ブタン-2-イル基)、tert-ブチル基(2-メチルプロパン-2-イル基)、iso-ブチル基(2-メチルプロピル基)、ペンタン-2-イル基、2-メチルブチル基、iso-ペンチル基(3-メチルブチル基)、ネオペンチル基(2,2-ジメチルプロピル基)、シアミル基(1,2-ジメチルプロピル基)、iso-ヘキシル基(4-メチルペンチル基)、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、テキシル基(2,3-ジメチルブタ-2-イル基)、4,4-ジメチルペンチル基などの直鎖状または分岐状のアルキル基;
ビニル基、アリル基、プロペニル基(プロパ-1-エン-1-イル基)、iso-プロペニル基(プロパ-1-エン-2-イル基)、アレニル基(プロパ-1,2-ジエン-1-イル基)、ブタ-3-エン-1-イル基、クロチル基(ブタ-2-エン-1-イル基)、ブタ-3-エン-2-イル基、メタリル基(2-メチルアリル基)、ブタ-1,3-ジエニル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、ペンタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-2-エン-1-イル基、iso-ペンテニル基(3-メチルブタ-3-エン-1-イル基)、2-メチルブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-2-イル基、プレニル基(3-メチルブタ-2-エン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルケニル基もしくは不飽和二重結合含有基;
エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基(プロパ-1-イン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルキニル基もしくは不飽和三重結合含有基;
ベンジル基、2-メチルベンジル基、4-メチルベンジル基、2,4,6-トリメチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、クミニル基(4-iso-プロピルベンジル基)、2,4,6-トリ-iso-プロピルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、3,5-ジ-tert-ブチルベンジル基、1-フェニルエチル基、ベンズヒドリル基(ジフェニルメチル基)などの芳香族含有直鎖状または分岐状のアルキル基および不飽和二重結合含有基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘプタトリエニル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基などの環状飽和炭化水素基;
フェニル基、トリル基(メチルフェニル基)、キシリル基(ジメチルフェニル基)、メシチル基(2,4,6-トリメチルフェニル基)、クメニル基(iso-プロピルフェニル基)、ジュリル基(2,3,5,6-テトラメチルフェニル基)、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、terフェニル基、ビナフチル基、アセナフタレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェロセニル基などの芳香族置換基
が挙げられる。
【0030】
前記炭化水素基の中でも、メチル基、iso-ブチル基、ネオペンチル基、シアミル基、ベンジル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基が好ましい。
【0031】
前記ハロゲン含有基としては、例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、ビストリフルオロメチルフェニル基、ヘキサクロロアンチモン酸アニオンが挙げられる。
【0032】
前記ハロゲン含有基の中でも、ペンタフルオロフェニル基が好ましい。
前記ケイ素含有基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ-iso-プロピルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基、トリメチルシリルメチル基などが挙げられる。
【0033】
前記ケイ素含有基の中でも、トリメチルシリルメチル基が好ましい。
前記酸素含有基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、アリルオキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、iso-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ベンジルオキシ基、メトキシメトキシ基、フェノキシ基、2,6-ジメチルフェノキシ基、2,6-ジ-iso-プロピルフェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基、2,4,6-トリメチルフェノキシ基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェノキシ基、アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基、過塩素酸アニオン、過ヨウ素酸アニオンが挙げられる。
【0034】
前記酸素含有基の中でも、メトキシ基、エトキシ基、iso-プロポキシ基、tert-ブトキシ基が好ましい。
前記硫黄含有基としては、例えば、メシル基(メタンスルフォニル基)、フェニルスルホニル基、トシル基(p-トルエンスルホニル基)、トリフリル基(トリフルオロメタンスルホニル基)、ノナフリル基(ノナフルオロブタンスルホニル基)、メシラート基(メタンスルホナート基)、トシラート基(p-トルエンスルホナート基)、トリフラート基(トリフルオロメタンスルホナート基)、ノナフラート基(ノナフルオロブタンスルホナート基)が挙げられる。
【0035】
前記硫黄含有基の中でも、トリフラート(トリフルオロメタンスルホナート)が好ましい。
前記窒素含有基としては、例えば、アミノ基、シアノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アリルアミノ基、ジアリルアミノ基、ベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、モルホリル基、ピロリル基、ビストリフリルイミド基などが挙げられる。
【0036】
前記窒素含有基の中でも、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ピロリジニル基、ピロリル基、ビストリフリルイミド基が好ましい。
前記リン含有基としては、例えば、ヘキサフルオロリン酸アニオンが挙げられる。
【0037】
前記ホウ素含有基としては、例えば、テトラフルオロホウ酸アニオン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸アニオン、(メチル)(トリス(ペンタフルオロフェニル))ホウ酸アニオン、(ベンジル)(トリス(ペンタフルオロフェニル))ホウ酸アニオン、テトラキス((3,5-ビストリフルオロメチル)フェニル)ホウ酸アニオン、BR4(Rはそれぞれ独立に水素、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基またはハロゲン原子等を示す。)で表される基が挙げられる。
【0038】
前記アルミニウム含有基としては、例えば、
【0039】
【0040】
【化4】
で表される四員環
(Mは、前記一般式(1)中のMを表す。)
を形成可能な、AlR
4(Rは水素、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基またはハロゲン原子等を示す)で表される基が挙げられる。
【0041】
前記共役ジエン系誘導体基としては、例えば、1,3-ブタジエニル基、イソプレニル基(2-メチル-1,3-ブタジエニル基)、ピペリレニル基(1,3-ペンタジエニル基)、2,4-ヘキサジエニル基、1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル基、シクロペンタジエニル基など、メタロシクロペンテン基が挙げられる。
【0042】
孤立電子対で配位可能な中性配位子としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、1,2-ジメトキシエタンなどのエーテル類、トリエチルアミン、ジエチルアミンなどのアミン類、ピリジン、ピコリン、ルチジン、オキサゾリン、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、チオフェンなどの複素環式化合物、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリ-tert-ブチルホスフィンなどの有機リン化合物が挙げられる。
【0043】
《Q》
前記一般式[1]において、Qは、周期表第14族原子であり、たとえば炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子またはスズ原子であり、好ましくは炭素原子またはケイ素原子であり、より好ましくはケイ素原子である。
【0044】
《R1~R12》
前記一般式[1]において、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11およびR12は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~40の炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、窒素含有基または硫黄含有基である。R1~R12は、好ましくは、水素原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の酸素含有基または炭素数1~20の窒素含有基である。R1~R12は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【0045】
R1~R12としての前記炭素数1~40の炭化水素基としては、炭素数1~20の炭化水素基が挙げられ、より具体的な例としては、上述したXの例として挙げられた炭化水素基の具体例が挙げられる。
【0046】
前記炭素数1~40の炭化水素基は、好ましくは、炭素数1~20の炭化水素基(但し、芳香族炭化水素基を除く)または炭素数6~40の芳香族炭化水素基である。前記の炭素数1~20の炭化水素基は、好ましくは炭素数1~20の脂肪族または脂環族の炭化水素基である。炭素数1~20の炭化水素基には、アリールアルキル基の様な芳香族構造を有する置換基も含まれる。
【0047】
前記炭素数1~40の炭化水素基としては、例えば、
メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、1-ノニル基、1-デカニル基、1-ウンデカニル基、1-ドデカニル基、1-エイコサニル基、iso-プロピル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、iso-ブチル基、ペンタン-2-イル基、2-メチルブチル基、iso-ペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基(1,1-ジメチルプロピル基)、シアミル基、ペンタン-3-イル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、iso-ヘキシル基、1,1-ジメチルブチル基(2-メチルペンタン-2-イル基)、3-メチルペンタン-2-イル基、4-メチルペンタン-2-イル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、テキシル基、3-メチルペンタン-3-イル基、3,3-ジメチルブタ-2-イル基、ヘキサン-3-イル基、2-メチルペンタン-3-イル基、ヘプタン-4-イル基、2,4-ジメチルペンタン-2-イル基、3-エチルペンタン-3-イル基、4,4-ジメチルペンチル基、4-メチルヘプタン-4-イル基、4-プロピルヘプタン-4-イル基、2,3,3-トリメチルブタン-2-イル基、2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル基などの炭素原子数が1~40の直鎖状または分岐状のアルキル基;
ビニル基、アリル基、プロペニル基、iso-プロペニル基、アレニル基、ブタ-3-エン-1-イル基、クロチル基、ブタ-3-エン-2-イル基、メタリル基、ブタ-1,3-ジエニル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、ペンタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-2-エン-1-イル基、iso-ペンテニル基、2-メチルブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-2-イル基、プレニル基、2-メチル-ブタ-2-エン-1-イル基、ペンタ-3-エン-2-イル基、2-メチル-ブタ-3-エン-2-イル基、ペンタ-1-エン-3-イル基、ペンタ-2,4-ジエン-1-イル基、ペンタ-1,3-ジエン-1-イル基、ペンタ-1,4-ジエン-3-イル基、iso-プレニル基(2-メチル-ブタ-1,3-ジエン-1-イル基)、ペンタ-2,4-ジエン-2-イル基、ヘキサ-5-エン-1-イル基、ヘキサ-4-エン-1-イル基、ヘキサ-3-エン-1-イル基、ヘキサ-2-エン-1-イル基、4-メチル-ペンタ-4-エン-1-イル基、3-メチル-ペンタ-4-エン-1-イル基、2-メチル-ペンタ-4-エン-1-イル基、ヘキサ-5-エン-2-イル基、4-メチル-ペンタ-3-エン-1-イル基、3-メチル-ペンタ-3-エン-1-イル基、2,3-ジメチル-ブタ-2-エン-1-イル基、2-メチルペンタ-4-エン-2-イル基、3-エチルペンタ-1-エン-3-イル基、ヘキサ-3,5-ジエン-1-イル基、ヘキサ-2,4-ジエン-1-イル基、4-メチルペンタ-1,3-ジエン-1-イル基、2,3-ジメチル-ブタ-1,3-ジエン-1-イル基、ヘキサ-1,3,5-トリエン-1-イル基、2-(シクロペンタジエニル)プロパン-2-イル基、2-(シクロペンタジエニル)エチル基などの炭素原子数が2~40の直鎖状または分岐状のアルケニル基もしくは不飽和二重結合含有基;
エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基、ブタ-1-イン-1-イル基、ブタ-2-イン-1-イル基、ブタ-3-イン-1-イル基、ペンタ-1-イン-1-イル基、ペンタ-2-イン-1-イル基、ペンタ-3-イン-1-イル基、ペンタ-4-イン-1-イル基、3-メチル-ブタ-1-イン-1-イル基、ペンタ-3-イン-2-イル基、2-メチル-ブタ-3-イン-1-イル基、ペンタ-4-イン-2-イル基、ヘキサ-1-イン-1-イル基、3,3-ジメチル-ブタ-1-イン-1-イル基、2-メチル-ペンタ-3-イン-2-イル基、2,2-ジメチル-ブタ-3-イン-1-イル基、ヘキサ-4-イン-1-イル基、ヘキサ-5-イン-1-イル基などの炭素原子数が2~40の直鎖状または分岐状のアルキニル基もしくは不飽和三重結合含有基;
ベンジル基、2-メチルベンジル基、4-メチルベンジル基、2,4,6-トリメチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、クミニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、3,5-ジ-tert-ブチルベンジル基、1-フェニルエチル基、ベンズヒドリル基、クミル基(2-フェニルプロパン-2-イル基)、2-(4-メチルフェニル)プロパン-2-イル基、2-(3,5-ジメチルフェニル)プロパン-2-イル基、2-(4-tert-ブチルフェニル)プロパン-2-イル基、2-(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)プロパン-2-イル基、3-フェニルペンタン-3-イル基、4-フェニルヘプタ-1,6-ジエン-4-イル基、1,2,3-トリフェニルプロパン-2-イル基、1,1-ジフェニルエチル基、1,1-ジフェニルプロピル基、1,1-ジフェニル-ブタ-3-エン-1-イル基、1,1,2-トリフェニルエチル基、トリチル基(トリフェニルメチル基)、トリ-(4-メチルフェニル)メチル基、2-フェニルエチル基、スチリル基(2-フェニルビニル基)、2-(2-メチルフェニル)エチル基、2-(4-メチルフェニル)エチル基、2-(2,4,6-トリメチルフェニル)エチル基、2-(3,5-ジメチルフェニル)エチル基、2-(2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル)エチル基、2-(4-tert-ブチルフェニル)エチル基、2-(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)エチル基、2-メチル-1-フェニルプロパン-2-イル基、3-フェニルプロピル基、シンナミル基(3-フェニルアリル基)、ネオフィル基(2-メチル-2-フェニルプロピル基)、3-メチル-3-フェニルブチル基、2-メチル-4-フェニルブタン-2-イル基、シクロペンタジエニルジフェニルメチル基、2-(1-インデニル)プロパン-2-イル基、(1-インデニル)ジフェニルメチル基、2-(1-インデニル)エチル基、2-(テトラヒドロ-1-インダセニル)プロパン-2-イル基、(テトラヒドロ-1-インダセニル)ジフェニルメチル基、2-(テトラヒドロ-1-インダセニル)エチル基、2-(1-ベンゾインデニル)プロパン-2-イル基、(1-ベンゾインデニル)ジフェニルメチル基、2-(1-ベンゾインデニル)エチル基、2-(9-フルオレニル)プロパン-2-イル基、(9-フルオレニル)ジフェニルメチル基、2-(9-フルオレニル)エチル基、2-(1-アズレニル)プロパン-2-イル基、(1-アズレニル)ジフェニルメチル基、2-(1-アズレニル)エチル基などの炭素原子数が7~40の芳香族含有直鎖状または分岐状のアルキル基および不飽和二重結合含有基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、ジメチルシクロペンタジエニル基、n-ブチルシクロペンタジエニル基、n-ブチル-メチルシクロペンタジエニル基、テトラメチルシクロペンタジエニル基、1-メチルシクロペンチル基、1-アリルシクロペンチル基、1-ベンジルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、シクロヘキサジエニル基、1-メチルシクロヘキシル基、1-アリルシクロヘキシル基、1-ベンジルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘプテニル基、シクロヘプタトリエニル基、1-メチルシクロヘプチル基、1-アリルシクロヘプチル基、1-ベンジルシクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクテニル基、シクロオクタジエニル基、シクロオクタトリエニル基、1-メチルシクロオクチル基、1-アリルシクロオクチル基、1-ベンジルシクロオクチル基、4-シクロヘキシル-tert-ブチル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、ノルボルナジエニル基、2-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2-イル基、7-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-7-イル基、ビシクロ[2.2.2]オクタン-1-イル基、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2-イル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、1-(2-メチルアダマンチル)、1-(3-メチルアダマンチル)、1-(4-メチルアダマンチル)、1-(2-フェニルアダマンチル)、1-(3-フェニルアダマンチル)、1-(4-フェニルアダマンチル)、1-(3,5-ジメチルアダマンチル)、1-(3,5,7-トリメチルアダマンチル)、1-(3,5,7-トリフェニルアダマンチル)、ペンタレニル基、インデニル基、フルオレニル基、インダセニル基、テトラヒドロインダセニル基、ベンゾインデニル基、アズレニル基などの炭素原子数が3~40の環状飽和および不飽和炭化水素基;
フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、ジュリル基、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、アリルフェニル基、(ブタ-3-エン-1-イル)フェニル基、(ブタ-2-エン-1-イル)フェニル基、メタリルフェニル基、プレニルフェニル基、4-アダマンチルフェニル基、3,5-ジ-アダマンチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、terフェニル基、ビナフチル基、アセナフタレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェロセニル基などの炭素原子数が6~40の芳香族置換基
などが挙げられる。
【0048】
前記炭素原子数が1~40の直鎖状または分岐状のアルキル基の中でも、メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、iso-プロピル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、iso-ブチル基、iso-ペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、ペンタン-3-イル基、iso-ヘキシル基、1,1-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、テキシル基、3-メチルペンタン-3-イル基、ヘプタン-4-イル基、2,4-ジメチルペンタン-2-イル基、3-エチルペンタン-3-イル基、4,4-ジメチルペンチル基、4-メチルヘプタン-4-イル基、4-プロピルヘプタン-4-イル基、2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル基などが好ましく、メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、iso-プロピル基、tert-ブチル基、ネオペンチル基、2,4-ジメチルペンタン-2-イル基、2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル基がより好ましい。
【0049】
前記炭素原子数が2~40の直鎖状または分岐状のアルケニル基もしくは不飽和二重結合含有基の中でも、ビニル基、アリル基、ブタ-3-エン-1-イル基、クロチル基、メタリル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、プレニル基、ペンタ-1,4-ジエン-3-イル基、ヘキサ-5-エン-1-イル基、2-メチルペンタ-4-エン-2-イル基、2-(シクロペンタジエニル)プロパン-2-イル基、2-(シクロペンタジエニル)エチル基などが好ましく、ビニル基、アリル基、ブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、プレニル基、ヘキサ-5-エン-1-イル基がより好ましい。
【0050】
前記炭素原子数が2~40の直鎖状または分岐状のアルキニル基もしくは不飽和三重結合含有基の中でも、エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基、ブタ-2-イン-1-イル基、ブタ-3-イン-1-イル基、ペンタ-3-イン-1-イル基、ペンタ-4-イン-1-イル基、3-メチル-ブタ-1-イン-1-イル基、3,3-ジメチル-ブタ-1-イン-1-イル基、ヘキサ-4-イン-1-イル基、ヘキサ-5-イン-1-イル基などが好ましく、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基、ブタ-2-イン-1-イル基、ブタ-3-イン-1-イル基がより好ましい。
【0051】
前記炭素原子数が7~40の芳香族含有直鎖状または分岐状のアルキル基および不飽和二重結合含有基の中でも、ベンジル基、2-メチルベンジル基、4-メチルベンジル基、2,4,6-トリメチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、クミニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、3,5-ジ-tert-ブチルベンジル基、ベンズヒドリル基、クミル基、1,1-ジフェニルエチル基、トリチル基、2-フェニルエチル基、2-(4-メチルフェニル)エチル基、2-(2,4,6-トリメチルフェニル)エチル基、2-(3,5-ジメチルフェニル)エチル基、2-(2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル)エチル基、2-(4-tert-ブチルフェニル)エチル基、2-(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)エチル基、スチリル基、2-メチル-1-フェニルプロパン-2-イル基、3-フェニルプロピル基、シンナミル基、ネオフィル基、シクロペンタジエニルジフェニルメチル基、2-(1-インデニル)プロパン-2-イル基、(1-インデニル)ジフェニルメチル基、2-(1-インデニル)エチル基、2-(9-フルオレニル)プロパン-2-イル基、(9-フルオレニル)ジフェニルメチル基、2-(9-フルオレニル)エチル基などが好ましく、ベンジル基、ベンズヒドリル基、クミル基、1,1-ジフェニルエチル基、トリチル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基、シンナミル基がより好ましい。
【0052】
前記炭素原子数が3~40の環状飽和および不飽和炭化水素基の中でも、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、1-メチルシクロペンチル基、1-アリルシクロペンチル基、1-ベンジルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、1-メチルシクロヘキシル基、1-アリルシクロヘキシル基、1-ベンジルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘプテニル基、シクロヘプタトリエニル基、1-メチルシクロヘプチル基、1-アリルシクロヘプチル基、1-ベンジルシクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクテニル基、シクロオクタジエニル基、4-シクロヘキシル-tert-ブチル基、ノルボルニル基、2-メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2-イル基、ビシクロ[2.2.2]オクタン-1-イル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、ペンタレニル基、インデニル基、フルオレニル基などが好ましく、シクロペンチル基、シクロペンテニル基、1-メチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、1-メチルシクロヘキシル基、1-アダマンチル基がより好ましい。
【0053】
前記炭素原子数が6~40の芳香族置換基の中でも、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、アリルフェニル基、プレニルフェニル基、4-アダマンチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、terフェニル基、ビナフチル基、フェナントリル基、アントラセニル基、フェロセニル基などが好ましく、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、アリルフェニル基、4-アダマンチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、アントラセニル基がより好ましい。
【0054】
前記ハロゲン含有基としては、例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、4,4,4-トリフルオロブチル基、ドデカフルオロヘキシル基、6,6,6-トリフルオロヘキシル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、ジ-tert-ブチル-フルオロフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、ビストリフルオロメチルフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、ビストリフルオロメトキシフェニル基、トリフルオロメチルチオフェニル基、ビストリフルオロメチルチオフェニル基、フルオロビフェニル基、ジフルオロビフェニル基、トリフルオロビフェニル基、テトラフルオロビフェニル基、ペンタフルオロビフェニル基、ジ-tert-ブチル-フルオロビフェニル基、トリフルオロメチルビフェニル基、ビストリフルオロメチルビフェニル基、トリフルオロメトキシビフェニル基、ビストリフルオロメトキシビフェニル基、トリフルオロメチルジメチルシリル基、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、フルオロフェノキシ基、ジフルオロフェノキシ基、トリフルオロフェノキシ基、ペンタフルオロフェノキシ基、ジ-tert-ブチル-フルオロフェノキシ基、トリフルオロメチルフェノキシ基、ビストリフルオロメチルフェノキシ基、トリフルオロメトキシフェノキシ基、ビストリフルオロメトキシフェノキシ基、ジフルオロメチレンジオキシフェニル基、ビストリフルオロメチルフェニルイミノメチル基、トリフルオロメチルチオ基、などが挙げられる。
【0055】
前記ハロゲン含有基の中でも、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、4,4,4-トリフルオロブチル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、テトラフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、ビストリフルオロメチルフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、ペンタフルオロビフェニル基、トリフルオロメチルビフェニル基、ビストリフルオロメチルビフェニル基、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロフェノキシ基、ビストリフルオロメチルフェノキシ基、ビストリフルオロメチルフェノキシ基、ジフルオロメチレンジオキシフェニル基、トリフルオロメチルチオ基が好ましく、トリフルオロメチル基、フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、ビストリフルオロメチルフェニル基、ペンタフルオロビフェニル基、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロフェノキシ基がより好ましい。
【0056】
前記ケイ素含有基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ-iso-プロピルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基、シクロペンタジエニルジメチルシリル基、ジ-n-ブチル(シクロペンタジエニル)シリル基、シクロペンタジエニルジフェニルシリル基、インデニルジメチルシリル基、ジ-n-ブチル(インデニル)シリル基、インデニルジフェニルシリル基、フルオレニルジメチルシリル基、ジ-n-ブチル(フルオレニル)シリル基、フルオレニルジフェニルシリル基、4-トリメチルシリルフェニル基、4-トリエチルシリルフェニル基、4-トリ-iso-プロピルシリルフェニル基、4-tert-ブチルジフェニルシリルフェニル基、4-トリフェニルシリルフェニル基、4-トリス(トリメチルシリル)シリルフェニル基、3,5-ビス(トリメチルシリル)フェニル基などが挙げられる。
【0057】
前記ケイ素含有基の中でも、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ-iso-プロピルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、シクロペンタジエニルジメチルシリル基、シクロペンタジエニルジフェニルシリル基、インデニルジメチルシリル基、インデニルジフェニルシリル基、フルオレニルジメチルシリル基、フルオレニルジフェニルシリル基、4-トリメチルシリルフェニル基、4-トリエチルシリルフェニル基、4-トリ-iso-プロピルシリルフェニル基、4-トリフェニルシリルフェニル基、3,5-ビス(トリメチルシリル)フェニル基などが好ましく、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、4-トリメチルシリルフェニル基、4-トリエチルシリルフェニル基、4-トリ-iso-プロピルシリルフェニル基、3,5-ビス(トリメチルシリル)フェニル基がより好ましい。
【0058】
前記酸素含有基としては、炭素数1~20の酸素含有基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、アリルオキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、iso-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、メタリルオキシ基、プレニルオキシ基、ベンジルオキシ基、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、フェノキシ基、ナフトキシ基、トルイルオキシ基、iso-プロピルフェノキシ基、アリルフェノキシ基、tert-ブチルフェノキシ基、メトキシフェノキシ基、iso-プロポキシフェノキシ基、アリルオキシフェノキシ基、ビフェニルオキシ基、ビナフチルオキシ基、メトキシメチル基、アリルオキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、フェノキシメチル基、メトキシエチル基、アリルオキシエチル基、ベンジルオキシエチル基、フェノキシエチル基、メトキシプロピル基、アリルオキシプロピル基、ベンジルオキシプロピル基、フェノキシプロピル基、メトキシビニル基、アリルオキシビニル基、ベンジルオキシビニル基、フェノキシビニル基、メトキシアリル基、アリルオキシアリル基、ベンジルオキシアリル基、フェノキシアリル基、ジメトキシメチル基、ジ-iso-プロポキシメチル基、ジオキソラニル基、テトラメチルジオキソラニル基、ジオキサニル基、メトキシフェニル基、iso-プロポキシフェニル基、アリルオキシフェニル基、フェノキシフェニル基、メチレンジオキシフェニル基、3,5-ジメチル-4-メトキシフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチル-4-メトキシフェニル基、フリル基、メチルフリル基、テトラヒドロフリル基、ピラニル基、テトラヒドロピラニル基、フロフリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基などが挙げられる。
【0059】
前記酸素含有基の中でも、メトキシ基、エトキシ基、iso-プロポキシ基、アリルオキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、プレニルオキシ基、ベンジルオキシ基、フェノキシ基、ナフトキシ基、トルイルオキシ基、iso-プロピルフェノキシ基、アリルフェノキシ基、tert-ブチルフェノキシ基、メトキシフェノキシ基、ビフェニルオキシ基、ビナフチルオキシ基、アリルオキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、フェノキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシアリル基、ベンジルオキシアリル基、フェノキシアリル基、ジメトキシメチル基、ジオキソラニル基、テトラメチルジオキソラニル基、ジオキサニル基、ジメチルジオキサニル基、メトキシフェニル基、iso-プロポキシフェニル基、アリルオキシフェニル基、フェノキシフェニル基、メチレンジオキシフェニル基、3,5-ジメチル-4-メトキシフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチル-4-メトキシフェニル基、フリル基、メチルフリル基、テトラヒドロピラニル基、フロフリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基等などが好ましく、メトキシ基、iso-プロポキシ基、tert-ブトキシ基、アリルオキシ基、フェノキシ基、ジメトキシメチル基、ジオキソラニル基、メトキシフェニル基、iso-プロポキシフェニル基、アリルオキシフェニル基、フェノキシフェニル基、3,5-ジメチル-4-メトキシフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチル-4-メトキシフェニル基、フリル基、メチルフリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基がより好ましい。
【0060】
前記窒素含有基としては、炭素数1~20の窒素含有基が好ましく、例えば、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アリルアミノ基、ジアリルアミノ基、ジデシルアミノ基、ベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、モリホリル基、アゼピニル基、ジメチルアミノメチル基、ジベンジルアミノメチル基、ピロリジニルメチル基、ジメチルアミノエチル基、ベンジルアミノメチル基、ベンジルアミノエチル基、ピロリジニルエチル基、ジメチルアミノビニル基、ベンジルアミノビニル基、ピロリジニルビニル基、ジメチルアミノプロピル基、ベンジルアミノプロピル基、ピロリジニルプロピル基、ジメチルアミノアリル基、ベンジルアミノアリル基、ピロリジニルアリル基、アミノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、3,5-ジメチル-4-ジメチルアミノフェニル基、3,5-ジ-iso-プロピル-4-ジメチルアミノフェニル基、ジュロリジニル基、テトラメチルジュロリジニル基、ピロリジニルフェニル基、ピロリルフェニル基、ピリジルフェニル基、キノリルフェニル基、イソキノリルフェニル基、インドリニルフェニル基、インドリルフェニル基、カルバゾリルフェニル基、ジ-tert-ブチルカルバゾリルフェニル基、ピロリル基、メチルピロリル基、フェニルピロリル基、ピリジル基、キノリル基、テトラヒドロキノリル基、iso-キノリル基、テトラヒドロ-iso-キノリル基、インドリル基、インドリニル基、カルバゾリル基、ジ-tert-ブチルカルバゾリル基、イミダゾリル基、ジメチルイミダゾリジニル基、ベンゾイミダソリル基、オキサゾリル基、オキサゾリジニル基、ベンゾオキサゾリル基などが挙げられる。
【0061】
前記窒素含有基の中でも、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アリルアミノ基、ベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、モルホリル基、ジメチルアミノメチル基、ベンジルアミノメチル基、ピロリジニルメチル基、ジメチルアミノエチル基、ピロリジニルエチル基、ジメチルアミノプロピル基、ピロリジニルプロピル基、ジメチルアミノアリル基、ピロリジニルアリル基、アミノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、3,5-ジメチル-4-ジメチルアミノフェニル基、3,5-ジ-iso-プロピル-4-ジメチルアミノフェニル基、ジュロリジニル基、テトラメチルジュロリジニル基、ピロリジニルフェニル基、ピロリルフェニル基、カルバゾリルフェニル基、ジ-tert-ブチルカルバゾリルフェニル基、ピロリル基、ピリジル基、キノリル基、テトラヒドロキノリル基、iso-キノリル基、テトラヒドロ-iso-キノリル基、インドリル基、インドリニル基、カルバゾリル基、ジ-tert-ブチルカルバゾリル基、イミダゾリル基、ジメチルイミダゾリジニル基、ベンゾイミダソリル基、オキサゾリル基、オキサゾリジニル基、ベンゾオキサゾリル基などが好ましく、アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ピロリジニル基、ジメチルアミノフェニル基、3,5-ジメチル-4-ジメチルアミノフェニル基、3,5-ジ-iso-プロピル-4-ジメチルアミノフェニル基、ジュロリジニル基、テトラメチルジュロリジニル基、ピロリジニルフェニル基、ピロリル基、ピリジル基、カルバゾリル基、イミダゾリル基がより好ましい。
【0062】
前記硫黄含有基としては、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、ベンジルチオ基、フェニルチオ基、ナフチルチオ基、メチルチオメチル基、ベンジルチオメチル基、フェニルチオメチル基、ナフチルチオメチル基、メチルチオエチル基、ベンジルチオエチル基、フェニルチオエチル基、ナフチルチオエチル基、メチルチオビニル基、ベンジルチオビニル基、フェニルチオビニル基、ナフチルチオビニル基、メチルチオプロピル基、ベンジルチオプロピル基、フェニルチオプロピル基、ナフチルチオプロピル基、メチルチオアリル基、ベンジルチオアリル基、フェニルチオアリル基、ナフチルチオアリル基、メルカプトフェニル基、メチルチオフェニル基、チエニルフェニル基、メチルチエニルフェニル基、ベンゾチエニルフェニル基、ジベンゾチエニルフェニル基、ベンゾジチエニルフェニル基、チエニル基、テトラヒドロチエニル基、メチルチエニル基、チエノフリル基、チエノチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、チエノベンゾフリル基、ベンゾジチエニル基、ジチオラニル基、ジチアニル基、オキサチオラニル基、オキサチアニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、チアゾリジニル基などが挙げられる。
【0063】
前記硫黄含有基の中でも、チエニル基、メチルチエニル基、チエノフリル基、チエノチエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、チエノベンゾフリル基、ベンゾジチエニル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基が好ましい。
【0064】
R8およびR9のうち、R8のみ、R9のみ、またはR8およびR9の両方は、直鎖状部分の炭素数が3~10の飽和炭化水素基または直鎖状部分の炭素数が3~10の末端不飽和炭化水素基である。
【0065】
直鎖状部分の炭素数が3~10の飽和炭化水素基としては、例えば、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、sec-ブチル基、tert-ペンチル基、2-メチルペンタン-2-イル基、1-(n-プロピル)シクロペンチル基、1-(n-プロピル)シクロヘキシル基などが挙げられ、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基であることが好ましい。
【0066】
直鎖状部分の炭素数が3~10の末端不飽和炭化水素基としては、例えば、アリル基、ブタ-3-エン-1-イル基、メタリル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、プレニル基、ヘキサ-5-エン-1-イル基、ヘプタ-6-エン-1-イル基、オクタ-7-エン-1-イル基、ノナ-8-エン-1-イル基、デカ-9-エン-1-イル基、2-メチルブタ-3-エン-2-イル基、2-メチルペンタ-4-エン-2-イル基、1-アリルシクロペンチル基、1-アリルシクロヘキシル基などが挙げられ、アリル基、ブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、ヘキサ-5-エン-1-イル基であることが好ましい。
【0067】
R7とR8は、互いに結合して置換基を有していてもよい飽和環を形成してもよい。R9とR10も、互いに結合して置換基を有していてもよい飽和環を形成してよい。これらの形成される環としては、インデニル環部分に縮環する、置換基を有していてもよい、飽和炭化水素(前記インデニル環部分の炭化水素を除く。)からなる5~8員環が好ましい。本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、前記環はより好ましくは5又は6員環であり、この場合、前記環と母核のインデニル環部分とを併せた構造としては、例えば、置換ベンゾインデニル環、置換テトラヒドロインダセン環、置換シクロペンタテトラヒドロナフタレンが挙げられ、置換ベンゾインデニル環、置換テトラヒドロインダセン環が好ましい。
【0068】
R11とR12は、互いに結合してQを含む環を形成してもよく、該環は置換基を有していてもよい。この場合に形成される環は、置換基を有していてもよい3~8員環の飽和または不飽和環を形成することが好ましい。本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、好ましくは4~6員環であり、この場合、Q1と併せた構造として、例えば、置換シクロブタン環、置換シクロペンタン環、置換フルオレン環、置換シラシクロブタン(シレタン)環、置換シラシクロペンタン(シロラン)環、置換シラシクロヘキサン(シリナン)、置換シラフルオレン環が挙げられ、置換シクロペンタン環、置換シラシクロブタン環、置換シラシクロペンタン環であることが好ましい。
【0069】
《遷移金属化合物[A]の好ましい態様》
前記遷移金属化合物[A]の好ましい態様としては、前記一般式[1]において、Mが、ジルコニウム原子またはハフニウム原子であり、Xが、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、ケイ素含有基または酸素含有基であり、Qが、炭素原子またはケイ素原子である遷移金属化合物を挙げることができる。
【0070】
より好ましい態様としては、前記一般式[1]において、Qが、ケイ素原子であり、R1~R12が、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の酸素含有基または炭素数1~20の窒素含有基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい遷移金属化合物を挙げることができる。
【0071】
より好ましい態様としては、前記一般式[1]において、R1およびR6が、水素原子であり、R2~R5、R11およびR12が、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10の炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、R7およびR10のいずれか一方が、水素原子であり、R8およびR9のいずれか一方が、水素原子である遷移金属化合物を挙げることができる。
【0072】
より好ましい態様としては、前記一般式[1]において、R1~R7およびR10が、水素原子であり、R11およびR12が、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~10の炭化水素基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよく、R8およびR9のいずれか一方が、水素原子である遷移金属化合物を挙げることができる。
【0073】
《遷移金属化合物[A]の例示》
以下に遷移金属化合物[A]の具体例を示すが、特にこれによって本発明の範囲が限定されるものではない。
【0074】
便宜上、遷移金属化合物[A]のMXn(金属部分)を除いたリガンド構造を、2-インデニル環部分、シクロペンタジエニル環部分、2-インデニル環部分R1、R6置換基およびシクロペンタジエニル環部分R7、R9、R10置換基、2-インデニル環部分R2およびR5置換基、2-インデニル環部分R3およびR4置換基、シクロペンタジエニル環部分R8置換基、架橋部分の構造の7つに分ける。2-インデニル環部分の略称をα、シクロペンタジエニル環部分の略称をβ、2-インデニル環部分R1、R6置換基およびシクロペンタジエニル環部分R7、R9、R10置換基の略称をγ、2-インデニル環部分R2およびR5置換基の略称をδ、2-インデニル環部分R3およびR4置換基置換基の略称をε、シクロペンタジエニル環部分R8置換基の略称をζ、架橋部分の構造の略称をηとし、各置換基の略称を[表1]~[表7]に示す。
【0075】
【0076】
【表2】
なお、前記[表1]および[表2]中の波線は架橋部分との結合部位を示す。
【0077】
【表3】
前記[表3]中のR
1、R
6、R
7、R
9およびR
10置換基は、その組み合わせにおいて互いに同一でも異なっていてもよい。
【0078】
【表4】
前記[表4]中のR
2およびR
5置換基は、その組み合わせにおいて互いに同一でも異なっていてもよい。
【0079】
【表5】
前記[表5]中のR
3およびR
4置換基は、その組み合わせにおいて互いに同一でも異なっていてもよい。
【0080】
【0081】
【0082】
金属部分MXnの具体的な例示としては、TiF2、TiCl2、TiBr2、TiI2、Ti(Me)2、Ti(Bn)2、Ti(Allyl)2、Ti(CH2-tBu)2、Ti(1,3-ブタジエニル)、Ti(1,3-ペンタジエニル)、Ti(2,4-ヘキサジエニル)、Ti(1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル)、Ti(CH2-Si(Me)3)2、Ti(ОMe)2、Ti(ОiPr)2、Ti(NMe2)2、Ti(ОMs)2、Ti(ОTs)2、Ti(ОTf)2、ZrF2、ZrCl2、ZrBr2、ZrI2、Zr(Me)2、Zr(Bn)2、Zr(Allyl)2、Zr(CH2-tBu)2、Zr(1,3-ブタジエニル)、Zr(1,3-ペンタジエニル)、Zr(2,4-ヘキサジエニル)、Zr(1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル)、Zr(CH2-Si(Me)3)2、Zr(ОMe)2、Zr(ОiPr)2、Zr(NMe2)2、Zr(ОMs)2、Zr(ОTs)2、Zr(ОTf)2、HfF2、HfCl2、HfBr2、HfI2、Hf(Me)2、Hf(Bn)2、Hf(Allyl)2、Hf(CH2-tBu)2、Hf(1,3-ブタジエニル)、Hf(1,3-ペンタジエニル)、Hf(2,4-ヘキサジエニル)、Hf(1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル)、Hf(CH2-Si(Me)3)2、Hf(ОMe)2、Hf(ОiPr)2、Hf(NMe2)2、Hf(ОMs)2、Hf(ОTs)2、Hf(ОTf)2などが挙げられる。Meはメチル基、Bnはベンジル基、tBuはtert-ブチル基、Si(Me)3はトリメチルシリル基、ОMeはメトキシ基、ОiPrはiso-プロポキシ基、NMe2はジメチルアミノ基、ОMsはメタンスルホナート基、ОTsはp-トルエンスルホナート基、ОTfはトリフルオロメタンスルホナート基である。
【0083】
上記の表記に従えば、2-インデニル環部分が[表1]中のα-1、シクロペンタジエニル環部分が[表2]中のβ-1、2-インデニル環部分R1、R6置換基およびシクロペンタジエニル環部分R7およびR9置換基がいずれも[表3]中のγ-1、2-インデニル環部分R2およびR5置換基がいずれも[表4]中のδ-1、2-インデニル環部分R3およびR4置換基がいずれも[表5]中のε-1、シクロペンタジエニル環部分R8置換基が[表6]中のζ-5、シクロペンタジエニル環部分R9置換基が[表3]中のγ-17、架橋部分が[表7]中のη-20の組み合わせで構成され、金属部分のMXnがZrCl2の場合は、下記式[2]で表される化合物を例示している。
【0084】
【0085】
また、2-インデニル環部分が[表1]中のα-2、シクロペンタジエニル環部分が[表2]中のβ-1、2-インデニル環部分R1、R6置換基およびシクロペンタジエニル環部分R7、R9およびR10置換基がいずれも[表3]中のγ-1、シクロペンタジエニル環部分R8置換基が[表6]中のζ-18、架橋部分が[表7]中のη-4の組み合わせで構成され、金属部分のMXnがZr(NMe2)2の場合は、下記式[3]で表される化合物を例示している。
【0086】
【0087】
また、2-インデニル環部分が[表1]中のα-1、シクロペンタジエニル環部分が[表2]中のβ-1、2-インデニル環部分R1、R6置換基およびシクロペンタジエニル環部分R7およびR9置換基がいずれも[表3]中のγ-1、2-インデニル環部分R2およびR5置換基がいずれも[表4]中のδ-2、2-インデニル環部分R3およびR4置換基がいずれも[表5]中のε-1、シクロペンタジエニル環部分R8置換基が[表6]中のζ-2、シクロペンタジエニル環部分R9置換基が[表3]中のγ-2、架橋部分が[表7]中のη-31の組み合わせで構成され、金属部分のMXnがHf(Me)2の場合は、下記式[4]で表される化合物を例示している。
【0088】
【0089】
また、2-インデニル環部分が[表1]中のα-1、シクロペンタジエニル環部分が[表2]中のβ-2、2-インデニル環部分R1、R6置換基およびシクロペンタジエニル環部分R7置換基がいずれも[表3]中のγ-1、2-インデニル環部分R2およびR5置換基がいずれも[表4]中のδ-1、2-インデニル環部分R3およびR4置換基がいずれも[表5]中のε-1、シクロペンタジエニル環部分R8置換基が[表6]中のζ-1、架橋部分が[表7]中のη-29の組み合わせで構成され、金属部分のMXnがTi(1,3-ペンタジエニル)の場合は、下記式[5]で表される化合物を例示している。
【0090】
【0091】
本発明の遷移金属化合物[A]は、架橋部分を挟んで中心金属と結合するシクロペンタジエニル環部分の面が2方向存在する(表面と裏面)。故に、2-インデニル環部分およびシクロペンタジエニル環部分に対称面が存在しない場合、一例として下記一般式[6a]もしくは[6b]で示される2種類の構造異性体が存在する。
【0092】
【化9】
同様に、架橋部分の置換基R
11とR
12が同一でない場合にも、一例として下記一般式[7a]あるいは[7b]で示される2種類の構造異性体が存在する。
【0093】
【0094】
これら構造異性体混合物の精製、分取、あるいは構造異性体の選択的な製造は、公知の方法によって可能であり、特に製造法が限定されるわけではない。公知の製造方法としては、遷移金属化合物[A]の製造方法として挙げたものの他に、特開平10-109996号公報、「Оrganometallics 1999,18,5347.」、「Оrganometallics 2012,31,4340.」、特表2011-502192号公報などが挙げられる。
【0095】
なお、本発明において遷移金属化合物[A]は、1種単独で用いてもよく、遷移金属化合物[A]のうち、化学構造の異なる遷移金属化合物を2種以上併用してもよい。また、化学構造が同一である構造異性体1種単独で用いてもよく、化学構造が同一である構造異性体混合物を用いてもよく、これら上記の組み合わせで用いてもよい。
【0096】
《遷移金属化合物[A]の製造方法》
遷移金属化合物[A]は従来公知の方法を利用して製造することができ、代表的な合成経路の例を以下に示すが、特に製造法が限定されるわけではない。
【0097】
出発物質である置換シクロペンタジエン化合物は、公知の方法によって製造可能であり、特に製造法が限定されるわけではない。公知の製造方法として例えば、「Tetrahedron Lett. 1989,30,3513.」、「J.Org.Chem. 1990,55,3395.」、「Inorg.Chem. 1991,30,853.」、「Оrganometallics 1997,16,2503.」、「J.Organomet.Chem. 1999,577,211.」、「J.Organomet.Chem. 1999,590,169.」、特表2002-535339号公報、「J.Organomet.Chem. 2003,677,133.」、「J.Organomet.Chem. 2005,690,952.」、「Org. Lett. 2008,10,2545.」などが挙げられる。
【0098】
出発物質である置換インデン化合物は、公知の方法によって製造可能であり、特に製造法が限定されるわけではない。公知の製造方法として例えば、「Оrganometallics 1994,13,954.」、「Eur.J.Org.Chem. 2005,1058.」、「Оrganometallics 2006,25,1217.」、特表2006-509059号公報、「Bioorg.Med.Chem. 2008,16,7399.」、WО2009/080216号公報、「Оrganometallics 2011,30,5744.」、特表2011-500800号公報、「Оrganometallics 2012,31,4962.」、「Chem.Eur.J. 2012,18,4174.」、特開2012-012307号公報、特開2012-121882号公報、特開2014-196319号公報、特表2014-513735号公報、特開2015-063495号公報、特開2016-501952号公報などが挙げられる。
【0099】
前記置換インデン化合物のうち、2位無置換のものに関しては、例えば下記反応式[1]で示すような公知の方法によって2位を臭素化可能であり、特に製造法が限定されるわけではない。
【0100】
【化11】
なお、前記反応式[1]中、NBSはN-ブロモこはく酸イミドを示し、PTSAはp-トルエンスルホン酸およびその一水和物を示している。インデン化合物には、5員環部分二重結合位置異性体が存在するが、それら異性体の混合物を用いてもよい。公知の製造方法として例えば、前記で示した特開2012-121882号公報、特開2015-063495号公報の他に、特開2014-111568号公報などが挙げられる。
【0101】
遷移金属化合物[A]および前駆体化合物(配位子)は、前記手法等で製造した各種置換シクロペンタジエニル化合物および各種置換インデン化合物を用いて公知の方法によって製造できる。Qがケイ素原子、ゲルマニウム原子またはスズ原子の場合、例えば下記反応式[2]で示すような方法によって製造可能であり、特に製造法が限定されるわけではない。
【0102】
【0103】
前記反応式[2]中、前駆体化合物(配位子)合成において、2-臭素化置換インデン化合物より調整される有機マグネシウム試薬、および置換シクロペンタジエニル化合物より調整される有機リチウム試薬は、段階的にQを含む塩化物と反応することが好ましく、その順序はいずれでもよい。一段階目の有機金属試薬との反応の後、不活性雰囲気化で副生無機化合物を除去してもよく、反応生成物を蒸留、晶析または洗浄等の操作で単離してから使用してもよい。二段階目の有機金属試薬との反応の際、DMI(1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン)、DMPU(N,N’-ジメチルプロピレン尿素)またはHMPA(ヘキサメチルリン酸トリアミド)等を、有機金属試薬に対して0.1~5.0当量添加することが好ましく、より好ましくはDMIであり、1.0当量である。なお、置換インデン化合物、置換シクロペンタジエニル化合物および前駆体化合物(配位子)には、5員環部分二重結合位置異性体が存在するが、それら異性体の混合物を用いてもよい。
【0104】
遷移金属化合物(A)および前駆体化合物(配位子)の公知の製造方法として、例えば、前記で示したものの他に、「Macromolecules 1995,28,3771.」、特開平11-315089号公報、特開2001-302687号公報、特開2001-220404号公報、「高分子論文集 2002,59,243.」、特表2003-522194号公報、「Macromolecules 2004,37,2342.」、特開2007-320935号公報、特開2011-126813号公報などが挙げられる。
【0105】
Qが炭素原子の場合、以下の様な方法によって製造可能であり、特に製造法が限定されるわけではない。
【0106】
【0107】
前記[式3]中、baseは、シクロペンタジエニルアニオンを生成可能な塩基性物質であり、例えば水素化ナトリウム、n-ブチルリチウム、Grignard試薬のような有機金属化合物や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのような無機塩基および、ジエチルアミン、ピロリジンのような有機塩基が挙げられるが、特に限定されるわけではない。塩基性物質存在下、置換シクロペンタジエニル化合物とカルボニル化合物より、公知の方法によってフルベン化合物が合成でき、2-臭素化置換インデン化合物より調整される有機マグネシウム試薬との反応によって、前駆体化合物(配位子)を製造することが可能である。なお、置換インデン化合物、置換シクロペンタジエニル化合物および前駆体化合物(配位子)には、5員環部分二重結合位置異性体が存在するが、それら異性体の混合物を用いてもよい。
【0108】
遷移金属化合物[A]および前駆体化合物(配位子)の公知の製造方法として例えば、前記で示したものの他に、「Macromolecules 2003,36,9325.」、「Organometallics 2004,23,5332.」、「Eur.J.Inorg.Chem. 2005,1003.」、「Eur.J.Inorg.Chem. 2009,1759.」、などが挙げられる。
【0109】
[オレフィン重合用触媒]
本発明のオレフィン重合用触媒は、前記遷移金属化合物[A]を含み、さらに、
(B-1)有機金属化合物
(B-2)有機アルミニウムオキシ化合物(c-2)、および
(B-3)遷移金属化合物[A]と反応してイオン対を形成する化合物
からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物[B]を含むことが好ましい。
【0110】
さらに、本発明のオレフィン重合用触媒は、必要に応じて、固体状担体[S]を含むことができる。
(B-1)有機金属化合物としては、下記一般式(B-1a)、(B-1b)または(B-1c)で表される有機金属化合物を挙げることができる。
Ra
mAl(ORb)n Hp Xq … (B-1a)
〔一般式(B-1a)中、Ra およびRb は、炭素原子数が1~15の炭化水素基を示し、互
いに同一でも異なっていてもよく、Xはハロゲン原子を示し、mは0<m≦3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3の数であり、かつm+n+p+q=3である。〕
Ma AlRa
4 … (B-1b)
〔一般式(B-1b)中、Ma はLi、NaまたはKを示し、Ra は炭素原子数が1~15の炭化水素基を示す。〕
Ra
rMbRb
s
Xt … (B-1c)
〔一般式(B-1c)中、Ra およびRb は、炭素原子数が1~15の炭化水素基を示し、互いに同一でも異なっていてもよく、Mb は、Mg、ZnおよびCdから選ばれ、Xはハロゲン原子を示し、rは0<r≦2、sは0≦s≦1、tは0≦t≦1であり、かつr+s+t=2である。〕
【0111】
前記有機金属化合物(B-1)としては、特開平11-315109号公報やEP0874005A中に開示された化合物を制限無く使用することができる。
前記有機金属化合物(B-1)としては、一般式(B-1a)で示されるものが好ましく、具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライド、メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド、メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド、ジメチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジヒドロフェニルアルミニウムハイドライド、ジイソプロピルアルミニウムハイドライド、ジ-n-ブチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジイソヘキシルアルミニウムハイドライド、ジフェニルアルミニウムハイドライド、ジシクロヘキシルアルミニウムハイドライド、ジ-sec-ヘプチルアルミニウムハイドライド、ジ-sec-ノニルアルミニウムハイドライドなどのアルキルアルミニウムハイドライド、ジメチルアルミニウムエトキサイド、ジエチルアルミニウムエトキサイド、ジイソプロピルアルミニウムメトキサイド、ジイソブチルアルミニウムエトキサイドなどのジアルキルアルミニウムアルコキサイドなどが挙げられる。
【0112】
これらは、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いられる。
有機アルミニウムオキシ化合物(B-2)としては、トリアルキルアルミニウム、トリシクロアルキルアルミニウムから調製されたアルミノキサンが好ましく、トリメチルアルミニウムまたはトリイソブチルアルミニウムから調製された有機アルミニウムオキシ化合物が特に好ましい。このような有機アルミニウムオキシ化合物は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いられる。
【0113】
化合物(B-3)としては、特開平1-501950号公報、特開平1-502036号公報、特開平3-179005号公報、特開平3-179006号公報、特開平3-207703号公報、特開平3-207704号公報、米国特許第5321106号明細書などに記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物およびカルボラン化合物や、さらにはヘテロポリ化合物およびイソポリ化合物を制限無く使用することができる。
【0114】
本発明に係るエチレン重合用触媒では、助触媒成分としてメチルアルミノキサン等の有機アルミニウムオキシ化合物(B-2)を併用すると、エチレンに対して非常に高い触媒活性を示すだけでなく、固体状担体中の活性水素と反応し助触媒成分を含有した固体担体成分を容易に調製出来るため、有機アルミニウムオキシ化合物(B-2)を[B]化合物として用いることが好適である。
【0115】
固体状担体[S]は、無機化合物または有機化合物であって、顆粒状または微粒子状の固体である。
前記固体状担体[S]として用いられる無機化合物としては、多孔質酸化物、固体状アルミノキサン化合物、無機塩化物、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物が挙げられる。
【0116】
前記多孔質酸化物としては、SiO2、Al2O3、MgO、ZrO、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaOおよびThO2など、またはこれらを含む複合物または混合物、具体的には、天然または合成ゼオライト、SiO2-MgO、SiO2-Al2O3、SiO2-TiO2、SiO2-V2O5、SiO2-Cr2O3およびSiO2-TiO2-MgOなどが用いられる。これらのうち、SiO2を主成分とするものが好ましい。
【0117】
なお、上記多孔質酸化物には、少量のNa2CO3、K2CO3、CaCO3、MgCO3、Na2SO4、Al2(SO4)3、BaSO4、KNO3、Mg(NO3)2、Al(NO3)3、Na2O、K2O、Li2O等の炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酸化物成分を含有していても差し支えない。
【0118】
このような多孔質酸化物は、種類および製法によりその性状は異なるが、本発明で用いられる固体状担体[S]としては、粒径が通常0.2~300μm、好ましくは1~200μmであって、比表面積が通常50~1200m2/g、好ましくは100~1000m2/gの範囲にあり、細孔容積が通常0.3~30cm3/gの範囲にあるものが好ましい。このような担体は、必要に応じて、例えば、100~1000℃、好ましくは150~700℃で焼成して用いられる。
【0119】
前記固体状アルミノキサン化合物としては、下記一般式(S-a)で表される構造のアルミノキサン、下記一般式(S-b)で表される構造のアルミノキサン、および下記一般式(S-c)で表される繰り返し単位と下記一般式(S-d)で表される繰り返し単位とを構造として有するアルミノキサンなどが挙げられる。
【0120】
【0121】
上記式(S-a)~(S-d)において、Reは、それぞれ独立に、炭素原子数1~10、好ましくは1~4の炭化水素基であり、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソプロペニル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、フェニル基、トリル基、エチルフェニル基などの炭化水素基を例示することができ、メチル基、エチル基、イソブチル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。また、Reの一部が塩素や臭素などのハロゲン原子で置換され、かつハロゲン含有率がReを基準として40重量%以下であってもよい。上記式(S-c)および(S-d)中の、片方が原子と繋がっていない直線は、図示していない別の原子との結合を示す。
【0122】
前記式(S-a)および(S-b)中、rは2~500、好ましくは6~300、特に好ましくは10~100の整数を示す。前記式(S-c)および(S-d)中、sおよびtはそれぞれ1以上の整数を示す。r、sおよびtは、前記アルミノキサンが、用いられる反応環境下において、実質的に固体状態を維持できるように、選択される。
【0123】
前記固体状アルミノキサン化合物は、従来公知のオレフィン重合触媒用担体と異なり、シリカやアルミナなどの無機固体成分、および、ポリエチレンやポリスチレンなどの有機系ポリマー成分を含まず、アルキルアルミニウム化合物を主たる成分として固体化したものである。「固体状」とは、アルミノキサン成分が、用いられる反応環境下において、実質的に固体状態を維持することである。より具体的には、後述のように前記遷移金属化合物[A]とアルミノキサン成分とを接触させてオレフィン重合用触媒(例:エチレン重合用触媒)を調製する際、および調製されたオレフィン重合用触媒を用いてオレフィン(例:エチレン)の重合(たとえば懸濁重合)を行う際に、アルミノキサン成分が実質的に固体状態を維持することである。
【0124】
前記アルミノキサン成分が固体状態であるかどうかは、目視による確認が最も簡便な方法であるが、例えば重合時などは目視による確認が困難である場合が多い。その場合は、例えば重合後に得られた重合体パウダーの性状や反応器への付着状態などから判断することが可能である。逆に、重合体パウダーの性状が良好で、反応器への付着が少なければ、重合環境下において前記アルミノキサン成分の一部が多少溶出したとしても本発明の趣旨を逸脱することはない。重合体パウダーの性状を判断する指標としては、嵩密度、粒子形状、表面形状、不定形ポリマーの存在度合いなどが挙げられるが、定量性の観点からポリマー嵩密度が好ましい。前記嵩密度は通常0.01~0.9であり、好ましくは0.05~0.6、より好ましくは0.1~0.5の範囲内である。
【0125】
前記固体状アルミノキサン化合物の、25℃の温度に保持されたn-ヘキサンに対する溶解割合は、通常0~40モル%、好ましくは0~20モル%、特に好ましくは0~10モル%の範囲にある。
【0126】
前記溶解割合は、25℃に保持された50mlのn-ヘキサンに固体状アルミノキサン化合物担体2gを加えてから2時間の撹拌を行ない、次いでG-4グラス製フイルターを用いて溶液部を分離し、この濾液中のアルミニウム濃度を測定することにより求められる。従って、溶解割合は用いたアルミノキサン2gに相当するアルミニウム原子の量に対する前記濾液中に存在するアルミニウム原子の割合として決定される。
【0127】
前記固体状アルミノキサン化合物としては、公知の固体状アルミノキサンを制限なく用いることができ、たとえば国際公開第2014/123212号に記載された固体状ポリアルミノキサン組成物を用いることもできる。公知の製造方法としては、例えば、特公平7-42301号公報、特開平6-220126号公報、特開平6-220128号公報、特開平11-140113号公報、特開平11-310607号公報、特開2000-38410号公報、特開2000-95810号公報、国際公開第2010/55652号などに記載された製造方法が挙げられる。
【0128】
前記固体状アルミノキサン化合物の平均粒子径は、一般に0.01~50000μm、好ましくは0.1~1000μm、特に好ましくは1~200μmの範囲にある。固体状アルミノキサン化合物の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡により粒子を観察し、100個以上の粒子の粒径を測定し、重量平均化することにより求められる。まず、各粒子の粒径dは、粒子像を水平方向、垂直方向それぞれに2本の平行線ではさんで長さを測り、下式により求められる。
粒径d=((水平方向長さ)2+(垂直方向長さ)2)0.5
【0129】
次に、固体状アルミノキサン化合物の重量平均粒子径は、上記で求めた粒径dと粒子個数nとを用いて下式により求められる。
平均粒子径=Σnd4/Σnd3
前記固体状アルミノキサン化合物は、比表面積が50~1000m2/g、好ましくは100~800m2/gであり、細孔容積が0.1~2.5cm3/gであることが望ましい。
【0130】
前記無機ハロゲン化物としては、例えば、MgCl2、MgBr2、MnCl2、MnBr2などが挙げられる。無機ハロゲン化物は、そのまま用いてもよいし、ボールミル、振動ミルにより粉砕した後に用いてもよい。また、アルコール等の溶媒に無機ハロゲン化物を溶解させた後、析出剤によって微粒子状に析出させたものを用いることもできる。
【0131】
粘土は、通常粘土鉱物を主成分として構成される。また、イオン交換性層状化合物は、イオン結合等によって構成される面が互いに弱い結合力で平行に積み重なった結晶構造を有する化合物であり、含有するイオンが交換可能なものである。大部分の粘土鉱物はイオン交換性層状化合物である。また、これらの粘土、粘土鉱物、イオン交換性層状化合物としては、天然産のものに限らず、人工合成物を使用することもできる。
【0132】
また、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物として、粘土、粘土鉱物、また、六方細密パッキング型、アンチモン型、CdCl2型、CdI2型等の層状の結晶構造を有するイオン結晶性化合物等を例示することができる。
【0133】
このような粘土、粘土鉱物としては、カオリン、ベントナイト、木節粘土、ガイロメ粘土、アロフェン、ヒシンゲル石、パイロフィライト、ウンモ群、モンモリロナイト群、バーミキュライト、リョクデイ石群、パリゴルスカイト、カオリナイト、ナクライト、ディッカイト、ハロイサイト等が挙げられ、イオン交換性層状化合物としては、α-Zr(HAsO4)2・H2O、α-Zr(HPO4)2、α-Zr(KPO4)2・3H2O、α-Ti(HPO4)2、α-Ti(HAsO4)2・H2O、α-Sn(HPO4)2・H2O、γ-Zr(HPO4)2、γ-Ti(HPO4)2、γ-Ti(NH4PO4)2・H2O等の多価金属の結晶性酸性塩等が挙げられる。
【0134】
このような粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物は、水銀圧入法で測定した半径20Å以上の細孔容積が0.1cc/g以上のものが好ましく、0.3~5cc/gのものが特に好ましい。ここで、細孔容積は、水銀ポロシメーターを用いた水銀圧入法により、細孔半径20~3×104Åの範囲について測定される。半径20Å以上の細孔容積が0.1cc/gより小さいものを担体として用いた場合には、高い重合活性が得られにくい傾向がある。
【0135】
粘土および粘土鉱物には、化学処理を施すことも好ましい。化学処理としては、表面に付着している不純物を除去する表面処理、粘土の結晶構造に影響を与える処理等、いずれも使用できる。化学処理として具体的には、酸処理、アルカリ処理、塩類処理、有機物処理等が挙げられる。酸処理は、表面の不純物を取り除くほか、結晶構造中のAl、Fe、Mg等の陽イオンを溶出させることによって表面積を増大させる。アルカリ処理では粘土の結晶構造が破壊され、粘土の構造の変化をもたらす。また、塩類処理や有機物処理では、イオン複合体、分子複合体、有機誘導体等を形成し、表面積や層間距離を変えることができる。
【0136】
イオン交換性層状化合物は、イオン交換性を利用し、層間の交換性イオンを別の大きな嵩高いイオンと交換することにより、層間が拡大した状態の層状化合物であってもよい。このような嵩高いイオンは、層状構造を支える支柱的な役割を担っており、通常、ピラーと呼ばれる。また、このように層状化合物の層間に別の物質を導入することをインターカレーションという。インターカレーションするゲスト化合物としては、TiCl4、ZrCl4等の陽イオン性無機化合物、Ti(OR)4、Zr(OR)4、PO(OR)3、B(OR)3等の金属アルコキシド(Rは炭化水素基等)、[Al13O4(OH)24]7+、[Zr4(OH)14]2+、[Fe3O(OCOCH3)6]+等の金属水酸化物イオン等が挙げられる。これら化合物は単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いられる。また、これら化合物をインターカレーションする際に、Si(OR)4、Al(OR)3、Ge(OR)4等の金属アルコキシド(Rは炭化水素基等)等を加水分解して得た重合物、SiO2等のコロイド状無機化合物等を共存させることもできる。また、ピラーとしては、上記金属水酸化物イオンを層間にインターカレーションした後に加熱脱水することにより生成する酸化物等が挙げられる。
【0137】
粘土、粘土鉱物、イオン交換性層状化合物は、そのまま用いてもよく、またボールミル、ふるい分け等の処理を行った後に用いてもよい。また、新たに水を添加吸着させ、あるいは加熱脱水処理した後に用いてもよい。さらに、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0138】
固体状担体[S]として用いられる有機化合物としては、例えば、粒径が10~300μmの範囲にある顆粒状ないしは微粒子状固体などが挙げられる。前記有機化合物の具体例としては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン等の炭素原子数が2~14のオレフィンを主成分として生成される重合体またはビニルシクロヘキサン、スチレン、ジビニルベンゼンを主成分として生成される重合体や反応体、およびそれらの変成体からなる顆粒状ないしは微粒子状固体などが挙げられる。
固体状担体[S]としては、成形時の異物防止の観点から、多孔質酸化物が好ましい。
【0139】
<各成分の使用法および添加順序>
本発明のオレフィン重合用触媒が遷移金属化合物[A](以下、成分(A)ともいう)に加えて、前記化合物[B](以下、成分(B)ともいう)および固体状担体[S](以下、成分(S)ともいう)を含む場合、エチレン重合用触媒は、成分(A)および成分(S)、ならびに任意に成分(B)を不活性炭化水素中で混合し接触させることにより、調製することができる。
【0140】
各成分を接触させる方法としては、接触の順序に着目すると、例えば、
(i) 成分(S)に成分(A)を接触させる方法
(ii) 成分(S)に成分(B)を接触させ、次いで成分(A)を接触させる方法
(iii) 成分(A)に成分(B)を接触させ、次いで成分(S)を接触させる方法
(iv) 成分(S)に成分(B)を接触させ、次いで成分(A)と成分(B)との混合物を接触させる方法、
(v) 成分(S)に成分(B)を接触させ、さらに成分(B)を接触させ、次いで成分(A)と成分(B)との混合物を接触させる方法
などが挙げられる。成分(B)が複数種用いられる場合は、その成分(B)同士が同一であっても異なっていてもよい。上記の方法のうち(i)、(ii)および(iii)が好ましい。
【0141】
上記接触順序形態を示した各方法において、成分(S)と成分(B)との接触を含む工程、および成分(S)と成分(A)との接触を含む工程においては、成分(G)を共存させることにより、重合反応中のファウリングが抑制されたり、生成重合体の粒子性状が改善されたりする。成分(G)としては、極性官能基を有する化合物を用いることができ、非イオン性(ノニオン)界面活性剤が好ましく、ポリアルキレンオキサイドブロック、高級脂肪族アミド、ポリアルキレンオキサイド、ポリアルキレンオキサイドアルキルエーテル、アルキルジエタノールアミン、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、N-アシルアミノ酸がより好ましい。これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0142】
本発明に係るエチレン重合用触媒の調製に用いる溶媒としては、不活性炭化水素溶媒が挙げられ、具体的には、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物等を挙げることができる。
【0143】
成分(B)と成分(S)との接触においては、成分(B)中の反応部位と成分(S)中の反応部位との反応により化学的に結合され、成分(B)と成分(S)との接触物が形成される。成分(B)と成分(S)との接触時間は、通常1分~20時間、好ましくは30分~10時間であり、接触温度は、通常-50~200℃、好ましくは-20~120℃で行われる。成分(B)と成分(S)との初期接触を急激に行うと、その反応発熱や反応エネルギーにより成分(S)が崩壊し、得られる固体触媒成分のモルフォロジーが悪化し、これを重合に用いた場合ポリマーモルフォロジー不良により連続運転が困難になることが多い。そのため、成分(B)と成分(S)との接触初期は、反応発熱を抑制する目的で、より低温で接触させる、または、反応発熱を制御し、初期接触温度を維持可能な速度で反応させることが好ましい。また、成分(B)と成分(S)を接触させ、さらに成分(B)を接触させる場合においても同様である。成分(B)と成分(S)との接触重量比(成分(B)の重量/成分(S)の重量)は、任意に選択できるが、接触重量比が高いほうが、より多くの成分(A)を接触させることができ、固体触媒成分の重量当たりの触媒活性を向上させることができる。
【0144】
成分(B)と成分(S)の接触重量比[=成分(B)の重量/成分(S)の重量]は、好ましくは0.05~3.0、特に好ましくは、0.1~2.0である。
成分(B)と成分(S)との接触物と、成分(A)とを接触させる際には、接触時間は、通常1分~20時間、好ましくは1分~10時間であり、接触温度は、通常-50~200℃、好ましくは-50~100℃の範囲内である。
【0145】
成分(B-1)は、成分(B-1)と成分(A)中の全遷移金属原子(M)とのモル比[(B-1)/M]が、通常0.01~100,000、好ましくは0.05~50,000となるような量で用いられる。
【0146】
成分(B-2)は、成分(B-2)(アルミニウム原子換算)と成分(A)中の全遷移金属原子(M)とのモル比[(B-2)/M]が、通常10~500,000、好ましくは20~100,000となるような量で用いられる。
【0147】
成分(B-3)は、成分(B-3)と成分(A)中の全遷移金属原子(M)とのモル比[(B-3)/M]が、通常1~10、好ましくは1~5となるような量で用いられる。
なお、成分(B)と成分(A)中の全遷移金属原子(M)との比は、誘導結合プラズマ発光分析法(ICP分析法)により求めることができる。
【0148】
オレフィン重合には、本発明に係るオレフィン重合用触媒をそのまま用いることができるが、このオレフィン重合用触媒にオレフィンを予備重合させて予備重合固体触媒成分を形成してから用いることもできる。
【0149】
予備重合固体触媒成分は、本発明に係るオレフィン重合用触媒の存在下、通常、不活性炭化水素溶媒中、オレフィンを予備重合させることにより調製することができ、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても実施することができ、また減圧、常圧あるいは加圧下、いずれでも行うことができる。さらに、予備重合によって、固体状触媒成分1g当り0.01~1000g、好ましくは0.1~800g、さらに好ましくは0.2~500gの量で予備重合固体触媒成分が生成することが望ましい。
【0150】
不活性炭化水素溶媒中で生成した予備重合固体触媒成分を懸濁液から分離した後、再び不活性炭化水素中に懸濁させ、得られた懸濁液中にオレフィンを導入してもよく、また、乾燥させた後オレフィンを導入してもよい。
【0151】
予備重合温度は、-20~80℃、好ましくは0~60℃であり、また予備重合時間は、0.5~100時間、好ましくは1~50時間程度である。
予備重合に使用する固体触媒成分の形態としては、既に述べたものを制限無く利用できる。また、必要に応じて成分(B)が用いられ、特に一般式(B-1a)で示される有機アルミニウム化合物[B-1a]が好ましく使用される。成分(B)が用いられる場合は、成分(B)は、成分(B)中のアルミニウム原子(Al)と遷移金属化合物[A]中の遷移金属原子(M)とのモル比(Al/M)が、0.1~10000、好ましくは0.5~5000となる量で用いられる。
【0152】
予備重合系における本発明に係るオレフィン重合用触媒の濃度は、オレフィン重合用触媒/重合容積比で、通常1~1000グラム/リットル、さらには10~500グラム/リットルであることが望ましい。予備重合時には、ファウリング抑制あるいは粒子性状改善を目的として、前記の成分(G)を共存させてもよい。
【0153】
また、予備重合固体触媒成分の流動性改善や重合時のヒートスポット・シーティングやポリマー塊の発生抑制を目的に、予備重合によって一旦生成させた予備重合固体触媒成分に成分(G)を接触させてもよい。
【0154】
上記成分(G)を接触させる際の温度は、通常-50~50℃、好ましくは-20~50℃であり、接触時間は、通常1分~20時間、好ましくは5分~10時間である。
オレフィン重合用触媒と成分(G)とを接触させるに際して、成分(G)は、オレフィン重合用触媒100重量部に対して、0.1~20重量部、好ましくは0.3~10重量部、より好ましくは0.4~5重量部の量で用いられる。
オレフィン重合用触媒と成分(G)との混合接触は、不活性炭化水素溶媒中で行うことができ、不活性炭化水素溶媒としては、前記と同様のものが挙げられる。
【0155】
本発明に係るオレフィン系重合体の製造方法において、オレフィン重合用触媒として、予備重合固体触媒成分を乾燥させたもの(以下「乾燥予備重合触媒」ともいう。)を用いることができる。予備重合固体触媒成分の乾燥は、通常、得られた予備重合触媒の懸濁液から濾過などにより分散媒である炭化水素を除去した後に行われる。
【0156】
予備重合固体触媒成分の乾燥は、予備重合固体触媒成分を不活性ガスの流通下、70℃以下、好ましくは20~50℃の範囲の温度に保持することにより行われる。得られた乾燥予備重合触媒の揮発成分量は2.0重量%以下、好ましくは1.0重量%以下であることが望ましい。乾燥予備重合触媒の揮発成分量は、少ないほどよく、特に下限はないが、実用的には0.001重量%である。乾燥時間は、乾燥温度にもよるが通常1~48時間である。
【0157】
前記乾燥予備重合触媒は、流動性に優れているので、重合反応器へ安定的に供給することができる。また、前記乾燥予備重合触媒を使用すると、気相重合系内に懸濁に用いた溶媒を同伴させずに済むため安定的に重合を行うことができる。
【0158】
[オレフィン重合体の製造方法]
本発明のオレフィン重合体の製造方法は、前記オレフィン重合用触媒の存在下で、オレフィンを重合させる工程を含むことを特徴とする。前記オレフィンを重合させる工程エチレンは、エチレンを単独重合するか、またはエチレンと炭素数3以上20以下のオレフィンとを共重合する工程であることが好ましい。
【0159】
重合方法としては、溶液重合、懸濁重合等の液相重合法および気相重合法が挙げられ、懸濁重合法および気相重合法が好ましい。
液相重合法において用いられる不活性炭化水素媒体として具体的には、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物等を挙げることができる。
【0160】
本発明に係るオレフィン重合用触媒を用いてオレフィンの重合を行うに際して、成分(A)は、反応容積1リットル当たり、通常1×10-12~1×10-1モル、好ましくは1×10-8~1×10-2モルになるような量で用いられる。また、好ましくは成分(B)が用いられ、さらに好ましくは一般式(B-1a)で示される化合物、または成分(B-2)が用いられる。
【0161】
オレフィンを重合するに際して、重合温度は、下限が0℃、好ましくは40℃、特に好ましくは60℃である。温度が高い方が工業スケールでの生産において除熱等の面で有利である。上限が通常200℃、好ましくは170℃であり、重合圧力は、通常、常圧~100kg/cm2 、好ましくは常圧~50kg/cm2である。
【0162】
重合反応は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。さらに重合を反応条件の異なる2段以上に分けて行うことも可能である。
本発明に係るオレフィン重合体の製造方法により得られるオレフィン重合体の分子量は、重合系に水素を存在させるか、または重合温度を変化させることによって調節することができる。重合時には、ファウリング抑制あるいは粒子性状改善を目的として、前記の成分(G)を共存させることができる。
【0163】
本発明において重合反応に供給されるモノマーは、エチレン単独であるか、エチレンおよび炭素数3以上20以下のオレフィンである。炭素数3以上20以下のオレフィンの具体例としては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンなどのα-オレフィンや、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン、2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンなどの環状オレフィンを挙げることができる。
【0164】
さらに、本発明の効果を損なわない範囲で少量のスチレン、ビニルシクロヘキサン、ジエンやアクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、無水マレイン酸等;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸等の極性モノマーなどを供給してもよい。
【0165】
本発明に係るオレフィン重合体の製造方法によれば、公知のメタロセン化合物を用いた場合に比して末端にビニル基を有する比率が高く、比較的分子量の低いオレフィン重合体(マクロモノマー)を製造することができる。
【0166】
[オレフィン重合体]
本発明に係るオレフィン重合体の製造方法によって製造されるオレフィン重合体(マクロモノマー)は、好ましくは下記要件(1)~(3)を同時に満たす。
(1)Mnが5000~15000である。
(2)α×Mn≧2800 の関係を満たす。
(3)Mw/Mn ≦ 3.5 の関係を満たす。
【0167】
αはオレフィン重合体の主鎖メチレン炭素1000個あたりのビニル末端数、MnはGPCで測定された数平均分子量、MwはGPCで測定された重量平均分子量を示す。
本発明に係るオレフィン重合体の製造方法によって得られるオレフィン重合体は、そのポリマーの末端にビニル基などの不飽和結合部位を有している。
【0168】
前記オレフィン重合体の数平均分子量(Mn)は5,000~15000であることが好ましく、より好ましくは5000~12500、さらに好ましくは5000~10000である。
【0169】
オレフィン重合体のビニル末端数は、1H―NMR、13C-NMRまたはFT-IR等の分析により求められることは当業者には周知のことであり、本発明においては、1H-NMRにより分析された。
【0170】
末端ビニル率は、
末端ビニル率(%)=α/14000×Mn×100
(ただし、αは重合体の主鎖メチレン炭素1000個あたりのビニル末端数、Mnは数平
均分子量、Mwは重量平均分子量を示す)
で計算され、末端ビニル率が20%のとき、α×Mn=2800となる。末端ビニル率20%未満のものを長鎖分岐用マクロモノマーして用いた場合、そのほとんどが重合に寄与せず、未反応のまま残存する。よって、長鎖分岐数の少ない重合体が生成し、そのため成型加工性を満足するに至らない。本発明で得られるオレフィン重合体は、α×Mnが2800以上であることが好ましく、より好ましくは4000以上、さらに好ましくは5000以上である。
【0171】
重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は3.5以下であることが好ましく、より好ましくは3.0以下である。
この性質を満たすオレフィン重合体は、末端不飽和結合率が高く、また分子量が公知品に比べて概して小さいので、共重合時の取り込み率が上がり、溶融流動性や成形加工性が優れる。
【0172】
さらに、本発明の製造方法により得られたオレフィン重合体は、末端に高いビニル基数を有することから、グラフト変性などが容易である。すなわち、本発明の方法により得られたオレフィン重合体は酸化反応およびグラフト反応、エン合成反応などを行わせることにより、官能基化オレフィン重合体や、オレフィン重合体極性樹脂複合材料(例えば、帯電防止剤、化粧料添加剤、トナー用離型剤、顔料分散剤、塩化ビニル樹脂用滑剤、塗料、接着剤等)に展開することもできる。
【実施例】
【0173】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
[各種物性の測定]
オレフィン重合体の物性測定方法を以下に示す。
【0174】
<メルトフローレート(MFR)>
メルトフローレートは、190℃、2.16kg荷重(kgf)の条件下で測定した。
<密度(D)>
MFR測定時に得られるストランドを100℃で30分間熱処理し、更に室温で1時間放置した後に密度勾配管法で測定した。
【0175】
<数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)>
分子量および分子量分布は、Agilent社製GPC-粘度検出器(GPC-VISCO)PL-GPC220を用い、以下のように測定した。
【0176】
分析カラムにはAgilent PLgel Olexisを2本用い、検出器には示差屈折計および3キャピラリー粘度計を用い、カラム温度は145℃とし、移動相としてはo-ジクロロベンゼンを用い、流速を1.0ml/分とし、試料濃度は0.1重量%とした。標準ポリスチレンには、東ソー社製のものを用いた。分子量計算は、粘度計および屈折計から実測粘度を計算し、実測ユニバーサルキャリブレーションより数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
【0177】
<末端構造の定量分析>
オレフィン重合体の主鎖メチレン炭素1000個あたりのビニル末端数(α)は、1H-NMR(日本電子ECA-500)を用いて決定した。
【0178】
<遷移金属化合物の合成>
〔合成例1〕ジメチルシリレン(2-インデニル)(3-n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド(以下、化合物(A)と記す)の合成
〔合成例1-1〕
充分に乾燥、アルゴン置換した200mLの反応器に、マグネシウム片2.02g(83.1mmol)を仕込み、減圧下加熱しながら30分激しく撹拌した。室温まで冷却した後、ヨウ素一片とテトラヒドロフラン25mLを仕込み攪拌した。2-ブロモインデン3.92g(20.1mmol)のテトラヒドロフラン20mL希釈溶液をゆっくりと加え、80℃のオイルバス中で1時間加熱還流した。この反応液を、ジメチルシリルジクロリド12.0mL(100mmol)のn-ヘキサン10mL希釈溶液に、-78℃冷却下ゆっくりと加え、室温まで戻しながら18時間攪拌を続けた。反応液の溶媒および未反応のジメチルシリルジクロリドを留去した後、残渣にテトラヒドロフラン20mL、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン1.90mL(20.2mmol)を加えた。充分に乾燥、アルゴン置換した100mLの反応器に、n-ブチルシクロペンタジエン溶液9.79g(テトラヒドロフラン溶液、25wt%、20.0mmol)、テトラヒドロフラン20mLを仕込み、n-ブチルリチウム溶液12.5mL(ヘキサン溶液、1.60M、20.0mmol)を加え、室温で2時間攪拌した。この溶液を、-78℃に冷却した先程の反応残渣希釈溶液に滴下し、ゆっくりと室温まで戻しながら17時間攪拌を続けた。飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、n-ヘキサンで可溶分を抽出し、得られた分画を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。硫酸マグネシウムをろ過した後、ろ液を留去して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製すると、下記式(A-L)で示した目的物(以下化合物(A-L)と示す)が4.65g(収率79%)の異性体混合物として得られた。
1H NMR(270MHz,CDCl3)δ 7.52-7.35(2H,m,Ar-H),7.32-7.08(3H,m,Ar-H&C=CH-C),7.02-5.70(3H,m,C=CH-C),3.60-2.87(3H,m,Ar-CH2-C&Si-CH),2.39(2H,t,J=7.7Hz,-CH2-C3H7),1.59-1.41(2H,m,-CH2-),1.41-1.20(2H,m,-CH2-),0.87(3H,t,J=7.2Hz,-C3H6-CH3),0.50-0.02(6H,m,Si-CH3)ppm
【0179】
【0180】
〔合成例1-2〕
充分に乾燥、アルゴン置換した100mLの反応器に、〔合成例1-1〕で得られた化合物(A-L)0.30g(1.01mmol)、トルエン10mL、テトラヒドロフラン0.2mLを仕込み攪拌した。この溶液へ、n-ブチルリチウム溶液1.25mL(ヘキサン溶液、1.60M、2.00mmol)を室温下加えた後、40℃のオイルバス中で3時間攪拌を続けた。反応液の溶媒を留去した後、得られた固体にジエチルエーテル20mLを加えた。この溶液を0℃に冷却し、四塩化ジルコニウム0.23g(1.00mmol)を加え、室温にて17時間攪拌を続けた。反応液の溶媒を留去した後、得られた固体にジクロロメタンを加え懸濁液を調整し、不溶物をメンブレンシリンジフィルターで除去した。得られた溶液を減圧化濃縮した後、n-ヘキサンを加えることで懸濁液を調整し、不溶物をガラスフィルターで濾別し、残渣を減圧乾燥することにより、下記式(A)で示される黄色粉末状の化合物ジメチルシリレン(2-インデニル)(3-n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド(以下、化合物(A)という)を0.22g(収率49%)得た。
1H NMR(270MHz,CDCl3)δ 7.70-7.55(2H,m,Ar-H),7.38-7.26(2H,m,Ar-H),6.58(1H,t,J=2.5Hz,Cp-H),6.15(1H,dd,J=2.5and0.9Hz,Ind-H),6.07(1H,dd,J=2.5and0.9Hz,Ind-H),5.98(1H,t,J=2.8Hz,Cp-H),5.66(1H,t,J=2.4Hz,Cp-H),2.62(2H,t,J=7.7Hz,Cp-CH2-),1.58-1.40(2H,m,CH2-CH2-),1.40-1.20(2H,m,CH2-CH2-),0.87(3H,t,J=7.3Hz,CH2-CH3),0.80(3H,s,Si-CH3),0.77(3H,s,Si-CH3)ppm
FD-質量分析(M+): 454
【0181】
【0182】
〔合成例2〕ジメチルシリレン(シクロペンタジエニル)(3-n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド(以下、化合物(a-1)と示す)は、特開2009-143901号公報記載の方法によって合成した。
【0183】
【0184】
〔合成例3〕ジメチルシリレンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド(以下、化合物(a-2)と記す)は、和光純薬工業より購入した。
【0185】
【0186】
[実施例1]
<固体触媒成分(X-1)の調製>
内容積270Lの攪拌機付き反応器を用い、窒素雰囲気下、固体状担体[S]として、シリカゲル(富士シリシア化学株式会社製、レーザー光回折散乱法の体積分布の累積50%粒径:70μm、比表面積:340m2/g、細孔容積:1.3cm3/g、250℃で10時間乾燥、以下、固体状担体[S-1]と示す)10kgを77Lのトルエンに懸濁させた後、0~5℃に冷却した。この懸濁液に成分(B)としてメチルアルミノキサンのトルエン溶液(Al原子換算で3.5mol/L)19.4リットルを30分間かけて滴下した。この際、系内温度を0~5℃に保った。次いで、これらを0~5℃で30分間接触させた後、1.5時間かけて系内温度を95℃まで昇温して、引き続き95℃で4時間接触させた。その後、常温まで降温して、上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンで2回洗浄することで、全量115リットルのトルエンスラリーを調製した。得られたスラリーの一部を採取し分析したところ、固体分濃度は122.6g/L、Al濃度は0.612mol/Lであった。
【0187】
次に充分に窒素置換した内容積200mLの攪拌機付き反応器に、窒素雰囲気下、トルエン30mL、並びに前記で得られたスラリー1.63mL(固体分重量0.2g)を装入した。次いで、化合物(A)のトルエン溶液をZrとして5.0μmol加え、系内温度20~25℃で1時間これらを接触させた後、上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにヘキサンを用いて2回洗浄した。これにより、全量40mLの固体触媒成分(X-1)のスラリーを調製した。
【0188】
<オレフィン重合体の製造>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブに、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させ反応器内をエチレンで飽和させた。次に、1-ヘキセンを10mL、トリイソブチルアルミニウムを0.375mmol、およびスラリーの状態の前記固体触媒成分(X-1)を固体分として10.0mg装入した後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温、昇圧し、90分間重合反応を行った。得られたポリマーをろ過後、80℃で10時間真空乾燥することで、オレフィン重合体163.9gを得た。触媒活性は16400g/g-固体触媒成分であった。
得られたオレフィン重合体の物性測定を行った結果を表8に示す。
【0189】
[比較例1]
<固体触媒成分(X-2)の調製>
化合物(A)の代わりに化合物(a-1)を用いたこと以外は実施例1と同様の方法にて固体触媒成分(X-2)のスラリーを調製した。
【0190】
<オレフィン重合体の製造>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブに、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させ反応器内をエチレンで飽和させた。次に、1-ヘキセンを10mL、トリイソブチルアルミニウムを0.375mmol、およびスラリーの状態の前記固体触媒成分(X-2)を固体分として10.0mg装入した後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温、昇圧し、90分間重合反応を行った。得られたポリマーをろ過後、80℃で10時間真空乾燥することで、オレフィン重合体64.8gを得た。触媒活性は6500g/g-固体触媒成分であった。
得られたオレフィン重合体の物性測定を行った結果を表8に示す。
【0191】
[比較例2]
<固体触媒成分(X-3)の調製>
化合物(A)の代わりに化合物(a-2)を用いたこと以外は実施例1と同様の方法にて固体触媒成分(X-3)のスラリーを調製した。
【0192】
<オレフィン重合体の製造>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブに、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させ反応器内をエチレンで飽和させた。次に、1-ヘキセンを10mL、トリイソブチルアルミニウムを0.375mmol、およびスラリーの状態の前記固体触媒成分(X-3)を固体分として200mg装入した後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温、昇圧し、90分間重合反応を行った。得られたポリマーをろ過後、80℃で10時間真空乾燥することで、オレフィン重合体38.9gを得た。触媒活性は200g/g-固体触媒成分であった。
得られたオレフィン重合体の物性測定を行った結果を表8に示す。
【0193】
【0194】
本発明の遷移金属化合物[A](架橋(2-インデニル)シクロペンタジエニル型化合物)を用いた実施例は、比較例1,2と比べ、より低分子量で同等レベルのビニル末端数を有するオレフィン重合体を得る際に、明らかに高い触媒活性を示した。即ち、本発明の遷移金属化合物[A]は、高活性かつ高末端ビニル率でマクロモノマーを製造可能であることは明らかである。